CN110732095A - 射线加速器治疗头及肿瘤放射治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种射线加速器治疗头，包括竖直设置的加速管、安装于加速管下端的初级准直锥和位于初级准直锥下方的多叶准直器，初级准直锥下方安装有移动档位托架和档位切换驱动器，移动档位托架上设置有多个射线档位，档位切换驱动器能够驱动移动档位托架移动，使不同的射线档位对准初级准直锥，以切换治疗模式。通过档位切换驱动器驱动移动档位托架移动，进而实现射线档位切换，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，使设备集成多种治疗模式，且档位切换方便快捷，提高设备适用性，可满足快捷、安全、精准的临床需求。本发明还公开一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备。

Description

射线加速器治疗头及肿瘤放射治疗设备

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种射线加速器治疗头。此外，本发明还涉及一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备。

背景技术

肿瘤放射治疗设备通过高能射线治疗肿瘤，具有高效精确的优点，肿瘤放射治疗设备的主要部件为射线加速器治疗头，通过加速器将电子加速输出高能射线，照射在肿瘤位置进行治疗。同时射线辐射也会对身体造成影响，为了防止辐射泄露，需要设置准直锥、多叶准直器等装置，形成与肿瘤形状匹配的照射孔，射线通过照射孔后照射在肿瘤上，防止射线照射在肿瘤以外的位置。

肿瘤放射治疗技术发展趋势是精确放疗，追求快捷、安全、精准放疗，现有技术中采用的是单一治疗模式，射束为非均整模式，但是无法提供常规的均整照射模式，大尺寸射野照射效果欠佳，导致适用范围有限。无法在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换。

因此，如何提供一种能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式切换的射线加速器治疗头是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种射线加速器治疗头，通过移动档位托架实现射线档位切换，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，提高设备适用性。本发明的另一目的是提供一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种射线加速器治疗头，包括竖直设置的加速管、安装于所述加速管下端的初级准直锥和位于所述初级准直锥下方的多叶准直器，所述初级准直锥下方安装有移动档位托架和档位切换驱动器，所述移动档位托架上设置有多个射线档位，所述档位切换驱动器能够驱动所述移动档位托架移动，使不同的所述射线档位对准所述初级准直锥，以切换治疗模式。

优选地，所述移动档位托架上沿水平方向并列设置有非均整档位和均整档位，所述非均整档位为竖直通孔，用于输出非均整的高剂量率模式射线，所述均整档位为竖直通孔内设置有均整器，用于输出均整的普通模式射线，所述档位切换驱动器能够驱动所述移动档位托架水平移动。

优选地，所述初级准直锥中部设置有竖直的圆锥孔，所述圆锥孔的直径由上至下逐渐变大，所述非均整档位和所述均整档位处的竖直通孔为扩展所述圆锥孔的锥形孔。

优选地，所述加速管外周套装有多层堆叠的铅防护。

优选地，还包括旋转驱动器，用于驱动所述加速管沿射束中心旋转。

优选地，所述初级准直锥和所述多叶准直器之间安装有二级准直锥，还包括反光镜、射野灯和模拟切换驱动器，所述模拟切换驱动器能够驱动所述反光镜移动至预设位置，使所述射野灯的光束经过所述反光镜反射，并穿过所述多叶准直器至患者平面。

优选地，所述二级准直锥包括固定二级准直锥和移动二级准直锥，所述固定二级准直锥安装于所述初级准直锥下方，所述移动二级准直锥安装于所述固定二级准直锥下方，所述模拟切换驱动器能够同步移动所述移动二级准直锥和所述反光镜，使所述移动二级准直锥对准所述固定二级准直锥，或使所述反光镜移动至预设位置。

优选地，所述多叶准直器包括上层叶片和下层叶片，所述下层叶片的数量多于所述上层叶片的数量，每个所述上层叶片及每个所述下层叶片的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。

优选地，所述射野灯下方安装有固定座和角度调节装置。

本发明提供一种肿瘤放射治疗设备，包括射线加速器治疗头，所述射线加速器治疗头具体为上述任意一项所述的射线加速器治疗头。

本发明提供一种射线加速器治疗头，包括竖直设置的加速管、安装于加速管下端的初级准直锥和位于初级准直锥下方的多叶准直器，初级准直锥下方安装有移动档位托架和档位切换驱动器，移动档位托架上设置有多个射线档位，档位切换驱动器能够驱动移动档位托架移动，使不同的射线档位对准初级准直锥，以切换治疗模式。通过档位切换驱动器驱动移动档位托架移动，进而实现射线档位切换，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，使设备集成多种治疗模式，且档位切换方便快捷，提高设备适用性，可满足快捷、安全、精准的临床需求。

本发明还提供一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备，由于上述射线加速器治疗头具有上述技术效果，上述肿瘤放射治疗设备也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的非均整档位示意图；

图3为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的均整档位示意图；

图4为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的工作射束示意图；

图5为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的模拟射束示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种射线加速器治疗头，通过移动档位托架实现射线档位切换，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，提高设备适用性。本发明的另一核心是提供一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的非均整档位示意图；图3为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的均整档位示意图；图4为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的工作射束示意图；图5为本发明所提供的射线加速器治疗头的一种具体实施方式的模拟射束示意图。

本发明具体实施方式提供一种射线加速器治疗头，包括加速管1、初级准直锥2、多叶准直器3、移动档位托架6和档位切换驱动器6-3，加速管1竖直设置，用于将电子加速并且打靶输出高能射线，初级准直锥2安装于加速管1下端，将高能射束限定在一定的范围内，多叶准直器3位于初级准直锥2下方，对射束塑形，使得射束形状在患者平面与肿瘤形状基本一致，对肿瘤进行照射。移动档位托架6安装于初级准直锥2下方，并连接档位切换驱动器6-3，移动档位托架6上设置有多个射线档位，档位切换驱动器6-3驱动移动档位托架6移动，使不同的射线档位对准初级准直锥2，以切换治疗模式。

通过档位切换驱动器6-3驱动移动档位托架6移动，进而实现射线档位切换，使加速管1发出的射线经过不同的档位向下照射，即可形成不同类型的射线，对应不同的治疗模式，能够在有限空间内实现射野范围的限定与多种治疗模式的切换，使设备集成多种治疗模式，且档位切换方便快捷，提高设备适用性，可满足快捷、安全、精准的临床需求。

在本发明具体实施方式提供的射线加速器治疗头中，移动档位托架6上设置有非均整档位6-1和均整档位6-2，两个档位沿水平方向并列设置，非均整档位6-1为竖直通孔，射束直接通过后，输出非均整的高剂量率模式射线，用于非均整治疗模式，均整档位6-2为竖直通孔内设置有均整器，射束会通过均整器处理，输出均整过的普通模式射线，用于均正治疗模式，提高大尺寸射野照射效果。可以增加更多数量的不同档位，提供不同类型的射束，进一步提高设备适用性。

由于两个射线档位水平设置，因此档位切换驱动器6-3驱动移动档位托架6水平移动即可实现档位切换。移动档位托架6为水平托架，两个档位并列设置于水平托架的中部，档位切换驱动器6-3驱动可以为电机，安装于水平托架的一端，也可采用其他类型的驱动器等。

为了保证射束的正常照射，初级准直锥2中部设置有竖直的圆锥孔，圆锥孔的直径由上至下逐渐变大，即初级准直锥2由中空的高密度材质制成，中空的形状是圆锥形的，其锥度的大小限定了到达患者平面的最大射束面积。同时非均整档位6-1和均整档位6-2处的竖直通孔为扩展圆锥孔的锥形孔，即档位对准初级准直锥2后，档位处的锥形孔将初级准直锥2的圆锥孔扩展，形成更大的锥形孔。

加速管1外周套装有多层堆叠的铅防护4，防止射线泄露。还设置有旋转驱动器，用于驱动加速管1沿射束中心旋转，旋转角度根据设计需要在0至360度范围内选取，通过旋转可以从更多角度对肿瘤进行适形照射，提高适形度。

在上述各具体实施方式提供的射线加速器治疗头的基础上，初级准直锥2和多叶准直器3之间还安装有二级准直锥5，并配套设置有反光镜7、射野灯8和模拟切换驱动器9，二级准直锥5上也设置有锥形孔，与初级准直锥2及档位上的孔形成了一个完整的射束限束锥体。

射野灯8下方安装有固定座和角度调节装置，预调好反光镜7和射野灯8的角度，模拟切换驱动器9将反光镜7移动至预设位置后，射野灯8的光束经过反光镜7反射，并穿过多叶准直器3至患者平面。当需要对射束的形状进行查看时，在模拟切换驱动器9的带动下，反光镜7将移动到位，将射野灯8的光束进过反射后投照在多叶准直器3之上，未被遮挡的光线将穿过多叶准直器3，在患者平面形成肿瘤形状，即在摆位时通过光束模拟，可以直观地看到照射的部位及形状，进行光束模拟，模拟完成后移动反光镜7退回原位即可。其中模拟切换驱动器9可以为电机，也可为其他类型的驱动器。

为了提高防泄露效果，二级准直锥5包括固定二级准直锥5-1和移动二级准直锥5-2，固定二级准直锥5-1安装于初级准直锥2下方，移动二级准直锥5-2安装于固定二级准直锥5-1下方，模拟切换驱动器9能够同步移动移动二级准直锥5-2和反光镜7，即控制两者位置互换，使反光镜7移动至预设位置，射野灯8配合在患者平面模拟射束形状，或使移动二级准直锥5-2对准固定二级准直锥5-1，反光镜7移开后，原本分离开的二级准直锥5合为一体，可以有效减少泄露辐射，二级准直锥5与移动反光镜7集成在一起，在有限空间内，满足了使用光野对射束的模拟和有效减少泄露辐射的功能。

在本发明具体实施方式提供的射线加速器治疗头中，多叶准直器3包括上层叶片3-1和下层叶片3-2，下层叶片3-2的数量多于上层叶片3-1的数量，每个上层叶片3-1及每个下层叶片3-2的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。每个叶片侧面的前端边缘设置有直角倒角。每个叶片都可以在运动范围内的任意位置停留，多个叶片停留位置组合在一起，可以形成不同的孔，数量可以是一个也可以是多个，射束穿过这些孔，可以在患者平面形成与孔形状相同按固定比例变化的剂量分布。

治疗过程中，各个驱动器驱动叶片运动，形成与肿瘤形状匹配的照射孔，射线通过照射孔后投射在肿瘤上，通过设置多层结构，并在叶片侧面前端设置直角倒角，相较于现有的直角端面，更加有效贴近肿瘤边缘，从而实现更好的射野适形效果，从而提高射野适形分辨率、降低射线辐射泄漏、提高射野转换效率。

设置为两层，相邻的上层叶片3-1的间隙与相邻的下层叶片3-2的间隙交错设置，这种结构使得穿过上层叶片3-1间隙的射束必须再穿过下层叶片3-2整个高度才能到达患者平面，这将大大降低泄漏到患者平面的剂量。上层叶片3-1通过自动跟随遮挡下层叶片3-2，避免下层相对叶片间缝隙造成的射线直接泄露穿出，同时可以进一步提高孔与肿瘤的适形度，达到单个叶片宽度的一半。具体地，下层叶片3-2的数量大于上层叶片3-1的数量，有效减少辐射泄露，相邻叶片之间设置有0.1mm至0.2mm的运动缝隙，倒角宽度为四分之一叶片宽度，两层叶片组合仍然可以形成常规的矩形和方形射野，不会受到倒角影响。也可根据情况调整各部件的尺寸及布置方式，均在本发明的保护范围之内。

除了上述射线加速器治疗头，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述射线加速器治疗头的肿瘤放射治疗设备，该肿瘤放射治疗设备其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的射线加速器治疗头及肿瘤放射治疗设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种射线加速器治疗头，包括竖直设置的加速管(1)、安装于所述加速管(1)下端的初级准直锥(2)和位于所述初级准直锥(2)下方的多叶准直器(3)，其特征在于，所述初级准直锥(2)下方安装有移动档位托架(6)和档位切换驱动器(6-3)，所述移动档位托架(6)上设置有多个射线档位，所述档位切换驱动器(6-3)能够驱动所述移动档位托架(6)移动，使不同的所述射线档位对准所述初级准直锥(2)，以切换治疗模式。

2.根据权利要求1所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述移动档位托架(6)上沿水平方向并列设置有非均整档位(6-1)和均整档位(6-2)，所述非均整档位(6-1)为竖直通孔，用于输出非均整的高剂量率模式射线，所述均整档位(6-2)为竖直通孔内设置有均整器，用于输出均整的普通模式射线，所述档位切换驱动器(6-3)能够驱动所述移动档位托架(6)水平移动。

3.根据权利要求2所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述初级准直锥(2)中部设置有竖直的圆锥孔，所述圆锥孔的直径由上至下逐渐变大，所述非均整档位(6-1)和所述均整档位(6-2)处的竖直通孔为扩展所述圆锥孔的锥形孔。

4.根据权利要求1所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述加速管(1)外周套装有多层堆叠的铅防护(4)。

5.根据权利要求1所述的射线加速器治疗头，其特征在于，还包括旋转驱动器，用于驱动所述加速管(1)沿射束中心旋转。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述初级准直锥(2)和所述多叶准直器(3)之间安装有二级准直锥(5)，还包括反光镜(7)、射野灯(8)和模拟切换驱动器(9)，所述模拟切换驱动器(9)能够驱动所述反光镜(7)移动至预设位置，使所述射野灯(8)的光束经过所述反光镜(7)反射，并穿过所述多叶准直器(3)至患者平面。

7.根据权利要求6所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述二级准直锥(5)包括固定二级准直锥(5-1)和移动二级准直锥(5-2)，所述固定二级准直锥(5-1)安装于所述初级准直锥(2)下方，所述移动二级准直锥(5-2)安装于所述固定二级准直锥(5-1)下方，所述模拟切换驱动器(9)能够同步移动所述移动二级准直锥(5-2)和所述反光镜(7)，使所述移动二级准直锥(5-2)对准所述固定二级准直锥(5-1)，或使所述反光镜(7)移动至预设位置。

8.根据权利要求7所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述多叶准直器(3)包括上层叶片(3-1)和下层叶片(3-2)，所述下层叶片(3-2)的数量多于所述上层叶片(3-1)的数量，每个所述上层叶片(3-1)及每个所述下层叶片(3-2)的侧面的前端边缘均设置有直角倒角。

9.根据权利要求8所述的射线加速器治疗头，其特征在于，所述射野灯(8)下方安装有固定座和角度调节装置。

10.一种肿瘤放射治疗设备，包括射线加速器治疗头，其特征在于，所述射线加速器治疗头具体为权利要求1至9任意一项所述的射线加速器治疗头。

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